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Echtzeitbeurteilung und -optimierung der Wirksamkeit von Streckenbeeinflussungsanlagen
3.407
IDN 708123
Forschungsstelle RWTH Aachen, Institut für Straßenwesen (isac) (Prof. Dr.-Ing. M. Oeser)
Kappich Systemberatung, Aachen
Bearbeiter Kappich, G.
Steinauer, B.
Kemper, D.
Brake, M.
Schmitz, R.
Westermann, C.
Reitenberger, S.
Volkenhoff, T.
Auftraggeber Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Bonn
Stand Abschluss: September 2009

Präventive Schaltungen von Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) besitzen das Ziel, den Verkehrsablauf hinsichtlich der Verkehrssicherheit und der Ausnutzung der vorhandenen Streckenkapazitäten zu optimieren. Nach dem Merkblatt für die Ausstattung von Verkehrsrechnerzentralen und Unterzentralen (MARZ 99) soll dieses Ziel u. a. durch eine Geschwindigkeitsharmonisierung erreicht werden. Eine weitere Eingriffsmöglichkeit für den Betreiber besteht in der temporären Anzeige von Lkw-Überholverboten. Diese sollen den trägen Schwerverkehr auf dem rechten Fahrstreifen binden, um so die zusätzlichen Überholfahrstreifen für den Pkw-Verkehr freizuhalten. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Bestimmung geeigneter Bewertungsgrößen des harmonischen Verkehrsablaufs und in der Realisation von Programmkomponenten zur Online-Ermittlung und Online-Darstellung dieser Größen in einem Verkehrsrechnersystem. Hierzu wurden zwei Bewertungsansätze gewählt. Der erste berücksichtigt die Veränderung einer mikroskopischen Kenngröße hinsichtlich unterschiedlicher Verkehrszustände. Die Wirksamkeit soll durch Vergleich mit derselben Größe bei unbeeinflusstem Verkehrskollektiv erfolgen. Dieses Verfahren kann als relatives Konzept aufgefasst werden. Das zweite Konzept orientiert sich an festgelegten Werteskalen zu Beschreibungsgrößen der Verkehrsharmonisierung. Hierdurch erfolgt eine Bewertung nicht über einen relativen Vergleich mit einem unbeeinflussten Verkehrszustand, sondern vielmehr an idealen, absoluten Kennwerten. Letzteres Konzept wird zur Umsetzung in einem Online-Verfahren empfohlen, da es eine Vielzahl an Kriterien berücksichtigt, die nach Expertenmeinung einen Harmonisierungszustand beschreiben und durch statistische Auswertungen nachgewiesen wurden. Die Problematik der Unterscheidung, ob der betrachtete Verkehrszustand auf die gewählte Schaltung zurückzuführen ist oder vielmehr als Ergebnis des Verkehrsaufkommens resultiert, soll durch ein zweidimensionales Bewertungskonzept – in Anlehnung an das Bewertungsverfahren nach Steinhoff (2003) – berücksichtigt werden. So beschreibt der Akzeptanzindex einer vorgegebenen Schaltung zum einen den Geschwindigkeitsbefolgungsgrad auf dem äußersten Überholfahrstreifen und zum anderen den Befolgungsgrad eines optional geschalteten Lkw-Überholverbots. Die zweite Größe, der Harmonisierungsindex des Verkehrs, berücksichtigt die Standardabweichung der Geschwindigkeiten auf dem linken äußeren Fahrstreifen, den Verteilungsgrad der Fahrzeuge auf dem zweiten und dritten Fahrstreifen (nur dreistreifige Querschnitte) sowie die dynamische Größe der Differenzgeschwindigkeiten auf dem zweiten Fahrstreifen aufeinanderfolgender Zeitintervalle. Beide Größen vereint liefern den Wirksamkeitsindex einer Schaltung auf einer Werteskala zwischen Null und Eins. Das Verfahren ist für zwei- sowie dreistreifige Querschnitte geeignet. Das Bewertungsintervall wurde zu einer Minute festgelegt, welche das Grundkonzept eines Regelkreises einer SBA berücksichtigt. Diese basiert auf der Bestimmung von Schaltempfehlungen aus minütlichen Informationen der Verkehrsstärke, der lokalen Verkehrsdichte und mittleren Geschwindigkeit. Die Umsetzung des Bewertungsverfahrens erfolgt in einem Programmmodul, das in das neu entwickelte bundeseinheitliche Software-Basissystem einer Verkehrsrechnerzentrale (VRZ) integriert werden kann. In einer Prototypversion werden die wesentlichen informationstechnischen Funktionen und Programmeinheiten sowie die Einbindung in das Gesamtsystem getestet. Eine zusätzliche Option der Offline-Auswertung soll der nachträglichen Auswertung von Verkehrsdaten dienen.

Veröffentlichung Informationen Forschung im Straßen- und Verkehrswesen: Straßenbau und Straßenverkehrstechnik, Lieferung Nr. 88, 2010